Àcit clorhídric

El àcit clorhídric (també cridat àcit muriático, esperit de sal, àcit marí, àcit de sal, àcit hidroclórico o, en Espanya, en el nom comercial salfumán) és una dissolució acuosa de clorur de hidrogen (HCl), la formulació precisa del qual és HCl (aq). Encara que l'àcit clorhídric és clorur de hidrogen dissolt en aigua i que en moltes ocasions es formula simplement com HCl, les seues propietats no són les mateixes que el clorur de hidrogen i és inapropiat referir-se a l'àcit clorhídric com a clorur de hidrogen líquit.

Àcit clorhídric

És molt corroent i àcit. S'ampra comunament com a reactiu químic i es tracta d'un àcit fort que es disocia completament (α→1) en dissolució acuosa. Una dissolució concentrada d'àcit clorhídric té un pH inferior a 1; una dissolució de HCl 0,1 molar (M) dona un pH d'1, mentres que les dissolució comercials (20-38 %) tenen una molaritat entorn a [HCl]=10 M (35,5 % coresponde a [HCl]= 12 M), per lo que deuen manejar-se en les màximes precaucions (vore més avall Riscs).

Història

Erròneament se li atribuïx el descobriment a Jabir ibn Hayyan (també conegut com Geber), de l'àcit clorhídric per l'obra coneguda com corpus de Pseudo-Geber. La seudoepigrafía era comuna en l'Edat Mija i el Pseudo-Geber europeu (italià o espanyol) va adoptar el nom del seu ilustre predecessor àrap per a alcançar més estatus en la seua pròpia obra.

En l'Edat Mija, l'àcit clorhídric era conegut entre els alquimistes europeus com a esperit de sal o acidum salis. En el XVII, Johann Rudolf Glauber, de Karlstadt, Alemània, va utilisar sal (clorur de sodi) i àcit sulfúric per a preparar sulfat de sodi, lliberant gas clorur de hidrogen. Joseph Priestley, de Leeds, Anglaterra va preparar clorur de hidrogen pur en 1772, i Humphry Davy de Penzance va demostrar que la seua composició química contenia hidrogen i clor.

Durant la Revolució industrial en Europa, la demanda per substàncies alcalinas, tals com la moixa (hidròxit de sodi), es va incrementar, i el nou procés industrial per a la seua obtenció desenrollat pel francés Nicolás Leblanc va permetre la producció a gran escala en baixos costs. En el procés Leblanc, es convertix sal en moixa, utilisant àcit sulfúric, pedra calcàrea i carbó, lliberant clorur de hidrogen com a producte de rebuig. Fins a 1863 est era lliberat a l'atmòsfera. Una llei d'eixe any va obligar als productors de moixa a absorbir este gas en aigua, produint aixina àcit clorhídric a escala industrial.

Al començament del sigle vint, quan el procés Leblanc va ser substituït pel procés Solvay, que no produïx àcit clorhídric com el primer, este ya era un producte químic utilisat de manera freqüent en numeroses aplicacions. L'interés comercial va dur al desenroll d'atres processos d'obtenció, que s'utilisen fins al dia de hui, i que són descrits més avall. Actualment, la majoria de l'àcit clorhídric s'obté absorbint el clorur de hidrogen lliberat en la producció industrial de composts orgànics.

Química

Reacció d'àcit clorhídric en amoníac.

L'àcit clorhídric és un àcit monoprótico, lo que significa que solament pot lliberar un catión de hidrogen (un protón). En dissolució acuosas, este ion s'unix a una molècula d'aigua per a donar un ion hidronio, H₃O⁺:

HCl(g) + H₂O(l) → H₃O⁺(ac)+ Cl⁻(ac)

L'atre ion format és Cl⁻, el ion clorur. Sent útil per a la formació de sals binàries de clorur, com el clorur de sodi. L'àcit clorhídric és un àcit fort, ya que es disocia completament en aigua.

Els àcit tenen una constant de dissociació àcida, K_a, que indica el nivell de dissociació en aigua. Per a àcit forts com el HCl, el valor de K_a tendix a l'infinit, per lo que es disocia completament din establir un equilibri. Per la naturalea d'àcit fort de l'àcit clorhídric, els ions Cl⁻ que llibera es comportaren com a bases conjugades molt dèbils. Ademés, la dissociació de l'àcit és casi total per lo que es pot assumir que la concentració de H⁺ és igual a la de HCl.

Dels sèt àcit forts comuns en química, tots ells inorgànics, l'àcit clorhídric és l'àcit monoprótico en menor tendència a provocar reaccions redox que puguen interferir en atres reaccions. És un dels àcit forts menys perillosos de manipular i a pesar de la seua acidea, produïx el relativament poc reactiu i no tòxic ion clorur. Les seues dissolució de concentracions intermiges són prou estables (fins a 6 M), mantenint les seues concentracions en el pas del temps. Estos atributs, sumats al fet de que es troba disponible com un reactiu pur, ho fan un excelent reactiu acidificante, i valorante àcit (per a determinar la cantitat de base en una volumetria). És comunament utilisat en anàlisis químic i per a digerir mostres per a anàlisis. Dissolució concentrades d'este àcit poden utilisar-se per a dissoldre alguns metals (metals actius), formant clorur metàlics oxidats i dihidrógeno gaseós.

Propietats físiques

Les propietats físiques de l'àcit clorhídric, tals com a punts de fusió i ebullició, densitat i pH depenen de la concentració (habitualment la forma d'expressar la concentració d'una dissolució és la molaritat, encara que hi ha atres) de HCl en la dissolució àcida.

Conc. (m/m) c: kg HCl/kg	Conc. (m/v) c: kg HCl/m³	Densitat ρ: kg/L	Molaridad mol/L	pH	Viscosidad η: mPa·s	Calor específic s: kJ/(kg·K)	Pressió de vapor PHCl: Pa	Punt de ebullició b.p.	Punt de fusió m.p.
10 %	104,80	1,048	2,87	−0,5	1,16	3,47	0,527	103 °C	−18 °C
20 %	219,60	1,098	6,02	−0,8	1,37	2,99	27,3	108 °C	−59 °C
30 %	344,70	1,149	9,45	−1,0	1,70	2,60	1.410	90 °C	−52 °C
32 %	370,88	1,159	10,17	−1,0	1,80	2,55	3.130	84 °C	−43 °C
34 %	397,46	1,169	10,90	−1,0	1,90	2,50	6.733	71 °C	−36 °C
36 %	424,44	1,179	11,64	−1,1	1,99	2,46	14.100	61 °C	−30 °C
38 %	451,82	1,189	12,39	−1,1	2,10	2,43	28.000	48 °C	−26 °C

La temperatura i pressió de referència per a la taula anterior són respectivament 20 °C i 1 atmòsfera (101 kPa).

Valoració àcida.

L'àcit clorhídric (HCl) s'obté en el laboratori per adició d'àcit sulfúric (H₂SO₄) a sal (NaCl) calfant a 150 °C.

En l'indústria química es formen grans cantitats d'àcit clorhídric en les reaccions orgàniques de cloració de les substàncies orgàniques en dicloro.

Un atre método de producció a gran escala és l'utilisat per l'indústria clor-álcali, en la qual es electroliza una dissolució de sal comuna (NaCl), produint clor, hidròxit de sodi i hidrogen. El gas clor aixina obtingut pot ser combinat en el gas hidrogen, formant gas HCl químicament pur. Com la reacció és exotèrmica, les instalacions en les que es realisa són conegudes com a forn de HCl.

En aigua es dissolen fins a 38 g/100 ml encara que a baixa temperatura es poden formar cristals de HCl·H₂O en un contingut del 68 % de HCl. La dissolució forma un azeótropo en un contingut del 20,2 % de HCl en massa i un punt d'ebullició de 108,6 °C.

L'àcit clorhídric que es troba en el mercat sol tindre una concentració del 38 o del 25 %. Les dissolució d'una concentració d'alguna cosa més del 40 % són químicament possibles, pero la taxa de lliberació de l'àcit en elles és tan alta que és necessari prendre mides d'almagasenament i manipulació extres. En el mercat és possible adquirir dissolució per a us domèstic d'una concentració d'entre el 10 i el 12 %, utilisades principalment per a la neteja. En molts països (ej. Argentina) les solucione de HCl estan regulades perque són un precursor químic de drogues d'abús (ej. clorhidrato de cocaïna).

Vore també

Substàncies químiques relacionades

• Clorur de hidrogen
• Clorur
• Àcit clórico
• Clorato
• Àcit cloroso
• Clorito
• Àcit hipocloroso
• Hipoclorito
• Àcit perclórico
• Perclorato
• Àcit
• Hidrácido

Temes relacionats

• Àcit
• Ingenieria química
• Química inorgànica